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1 UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICAS FUNDAMENTOS DE MATEMÁTICAS Profesor: JESÚS MENDOZA NAVARRO GUIA 30: OPERACIONES CON FUNCIONES Al igual que los números reales las funciones se pueden sumar, restar, multiplicar y dividir. Veamos las definiciones generales para dos funciones f y g. DEFINICIÓN DE LAS OPERACIONES CON FUNCIONES Función suma La suma f + g es la función definida por (𝒇 + 𝒈)(𝒙) = 𝒇(𝒙) + 𝒈(𝒙) Función diferencia La diferencia f – g es la función definida por (𝒇 − 𝒈)(𝒙) = 𝒇(𝒙) − 𝒈(𝒙) Función producto El producto f x g es la función definida por (𝒇 ∙ 𝒈)(𝒙) = 𝒇(𝒙) ∙ 𝒈(𝒙) Función cociente El cociente f/g es la función definida por ( 𝒇 𝒈 ) (𝒙) = 𝒇(𝒙) 𝒈(𝒙) , 𝒈(𝒙) ≠ 𝟎 En cada caso, el dominio de la función resultante consta de los números que son comunes a ambos dominios de f y de g, es decir, es la intersección de los dos dominios, pero los números x para los cuales g (x) = 0 deben excluirse del dominio de f/g. EJEMPLO 1. Operaciones con funciones Sean las funciones f : R R y g: R R definidas por f(x) = 2x2 -2x +3 y g(x) = 4x – 8. Tenemos 𝒇(𝒙) + 𝒈(𝒙) = ( 𝟐𝒙𝟐 − 𝟐𝒙 + 𝟑) + (𝟒𝒙 − 𝟖) = 𝟐𝒙𝟐 − 𝟐𝒙 + 𝟑 + 𝟒𝒙 − 𝟖 = 𝟐𝒙𝟐 + 𝟐𝒙 − 𝟓. 𝒇(𝒙) − 𝒈(𝒙) = ( 𝟐𝒙𝟐 − 𝟐𝒙 + 𝟑) − (𝟒𝒙 − 𝟖) = 𝟐𝒙𝟐 − 𝟐𝒙 + 𝟑 − 𝟒𝒙 + 𝟖 = 𝟐𝒙𝟐 − 𝟔𝒙 + 𝟏𝟏. 𝒇(𝒙) ∙ 𝒈(𝒙) = ( 𝟐𝒙𝟐 − 𝟐𝒙 + 𝟑) ∙ (𝟒𝒙 − 𝟖) = 𝟖𝒙𝟑 − 𝟏𝟔𝒙𝟐 − 𝟖𝒙𝟐 + 𝟏𝟔𝒙 + 𝟏𝟐𝒙 − 𝟐𝟒 = 𝟖𝒙𝟑 − 𝟐𝟒𝒙𝟐 + 𝟐𝟖𝒙 − 𝟐𝟒. 2 𝒇(𝒙) 𝒈(𝒙) = 𝟐𝒙𝟐 − 𝟐𝒙 + 𝟑 𝟒𝒙 − 𝟖 El dominio de las 3 primeras funciones obtenidas es R mientras que el dominio de f/g es R, exceptuando el valor x = 2. EJEMPLO 2. Operaciones con funciones Sean las funciones f y g definidas como 𝒇(𝒙) = √𝒙 + 𝟐 𝒚 𝒈(𝒙) = √𝒙 − 𝟑 Tenemos: (𝒇 + 𝒈)(𝒙) = 𝒇(𝒙) + 𝒈(𝒙) = √𝒙 + 𝟐 + √𝒙 − 𝟑 (𝒇 − 𝒈)(𝒙) = 𝒇(𝒙) − 𝒈(𝒙) = √𝒙 + 𝟐 − √𝒙 − 𝟑 (𝒇 ∙ 𝒈)(𝒙) = 𝒇(𝒙) ∙ 𝒈(𝒙) = (√𝒙 + 𝟐)(√𝒙 − 𝟑) = √(𝒙 + 𝟐)(𝒙 − 𝟑) ( 𝒇 𝒈 ) (𝒙) = 𝒇(𝒙) 𝒈(𝒙) = √𝒙 + 𝟐 √𝒙 − 𝟑 = √ 𝒙 + 𝟐 𝒙 − 𝟑 El dominio de f consta de todos los números reales x tales que x ≥ ─2; el dominio de g consta de todos los números reales x tales que x ≥ 3. Los números x comunes a ambos dominios cumplen la condición x ≥ 3. Como resultado de ello, se concluye que el dominio de la suma, la diferencia y del producto, tienen como dominio {𝒙 ∈ 𝑹|𝒙 ≥ 𝟑}. Para la función cociente f/g, debemos excluir de este dominio el valor x = 3 que anula al denominador. Luego el dominio de f/g es {𝒙 ∈ 𝑹|𝒙 > 𝟑}. EJEMPLO 3. Operaciones con funciones racionales Sean las funciones f y g definidas como 𝒇(𝒙) = 𝟐𝒙 + 𝟑 𝟑𝒙 − 𝟐 𝒚 𝒈(𝒙) = 𝟒𝒙 𝟑𝒙 − 𝟐 Tenemos: (𝒇 + 𝒈)(𝒙) = 𝒇(𝒙) + 𝒈(𝒙) = 𝟐𝒙 + 𝟑 𝟑𝒙 − 𝟐 + 𝟒𝒙 𝟑𝒙 − 𝟐 = 𝟔𝒙 + 𝟑 𝟑𝒙 − 𝟐 (𝒇 − 𝒈)(𝒙) = 𝒇(𝒙) − 𝒈(𝒙) = 𝟐𝒙 + 𝟑 𝟑𝒙 − 𝟐 − 𝟒𝒙 𝟑𝒙 − 𝟐 = −𝟐𝒙 + 𝟑 𝟑𝒙 − 𝟐 (𝒇 ∙ 𝒈)(𝒙) = 𝒇(𝒙) ∙ 𝒈(𝒙) = ( 𝟐𝒙 + 𝟑 𝟑𝒙 − 𝟐 ) ( 𝟒𝒙 𝟑𝒙 − 𝟐 ) = 𝟖𝒙𝟐 + 𝟏𝟐𝒙 (𝟑𝒙 − 𝟐)𝟐 3 ( 𝒇 𝒈 ) (𝒙) = 𝒇(𝒙) 𝒈(𝒙) = 𝟐𝒙 + 𝟑 𝟑𝒙 − 𝟐 ÷ 𝟒𝒙 𝟑𝒙 − 𝟐 = ( 𝟐𝒙 + 𝟑 𝟑𝒙 − 𝟐 ) ( 𝟑𝒙 − 𝟐 𝟒𝒙 ) = 𝟐𝒙 + 𝟑 𝟒𝒙 Los dominios de f y de g constan de todos los números reales x tales que x 2/3 de modo que los números x comunes a ambos dominios cumplen la condición x 2/3. Como resultado de ello, se concluye que el dominio de la suma, la diferencia y del producto, tienen como dominio {𝒙 ∈ 𝑹|𝒙 ≠ 𝟐 𝟑⁄ }. Para la función cociente f/g, debemos excluir de este dominio el valor x = 0 que anula al denominador. Luego el dominio de f/g es {𝒙 ∈ 𝑹|𝒙 ≠ 𝟎, 𝒙 ≠ 𝟐 𝟑⁄ }. EJERCICIOS En los ejercicios 1 a 4, dadas las siguientes funciones f, g y h, definidas como sigue, hallar las operaciones solicitadas y dé el respectivo dominio. 𝒇(𝒙) = 𝟓𝒙𝟐 − 𝟐𝒙 𝒈(𝒙) = 𝟒𝒙𝟐 − 𝟐𝒙 𝒉(𝒙) = 𝟐𝒙𝟐 − 𝟑𝒙 − 𝟐 (𝟏) 𝒇(𝒙) − 𝒈(𝒙) (𝟐) 𝒇(𝒙) ∙ 𝒉(𝒙) (𝟑) 𝒉(𝒙) + 𝒇(𝒙) − 𝒈(𝒙) (𝟒) 𝒇(𝒙) 𝒈(𝒙) En los ejercicios 5 a 10, para las funciones dadas f y g, determine las siguientes funciones y el dominio de cada una. (a) f + g (b) f – g (c) fxg (d) f/g (𝟓) 𝒇(𝒙) = 𝟑𝒙 + 𝟓, 𝒈(𝒙) = 𝟐𝒙 − 𝟑 (𝟔) 𝒇(𝒙) = 𝟐𝒙𝟐 + 𝟓, 𝒈(𝒙) = 𝟒𝒙𝟐 + 𝟏 (𝟕) 𝒇(𝒙) = 𝟏 + 𝟏 𝒙 , 𝒈(𝒙) = 𝟏 𝒙 (𝟖) 𝒇(𝒙) = 𝟐𝒙 + 𝟒 𝒙 + 𝟐 𝒈(𝒙) = 𝒙 + 𝟑 𝒙 − 𝟐 (𝟗) 𝒇(𝒙) = 𝟒𝒙 − 𝟑 𝟐𝒙 − 𝟒 , 𝒈(𝒙) = 𝟐𝒙 + 𝟐 𝟐𝒙 − 𝟒 (𝟏𝟎) 𝒇(𝒙) = 𝟑 𝒙 , 𝒈(𝒙) = 𝒙 𝟑
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